Gracze mogą spróbować swoich sił w ponad 18 konkurencjach i wyzwaniach, m.in. trójskoku, biegach sprinterskich, szermierce, kolarstwie górskim i skokach do wody. Poszczególne zawody toczą się w mocno urozmaiconych lokacjach, rozproszonych po różnych zakątkach świata. Choć gra nie posiada oficjalnej licencji Letnich Igrzysk w Londynie, niektóre konkurencje rozgrywane są na starannie odwzorowanych olimpijskich obiektach.
Rozgrywka w Summer Stars 2012 ma czysto zręcznościowy charakter. Gracze mogą sterować poczynaniami swoich postaci za pomocą tradycyjnych padów lub przy wykorzystaniu innowacyjnych kontrolerów ruchu – Kinect, PlayStation Move i Wii Remote (odpowiednio dla konsoli Xbox 360, PlayStation 3 i Nintendo Wii). W tym drugim przypadku możliwe jest również określenie maksymalnego poziomu wysiłku fizycznego wkładanego w zabawę.
Twórcy Summer Stars 2012 przewidzieli kilka wariantów rozgrywki. W trybie kariery gracze mają okazję przejść długą drogę od ambitnych nowicjuszy po obsypanych medalami mistrzów sportu. Multiplayer umożliwia z kolei rywalizację maksymalnie czterem osobom na podzielonym ekranie (split screen).
Gra odznacza się atrakcyjną oprawą audio-wizualną. Modele i animacje ruchu zawodników przygotowane zostały z dużą dbałością o szczegóły, a utrzymane w żywych kolorach lokacje przywodzą skojarzenia z prawdziwymi arenami zmagań sportowych. Całości dopełnia dynamiczna praca kamery, pozwalająca śledzić zawody w stylu telewizyjnej transmisji.